JPH05184073A

JPH05184073A - 電子機器

Info

Publication number: JPH05184073A
Application number: JP3347537A
Authority: JP
Inventors: Yoshinobu Iwashita; 義信岩下; Tsutomu Hasegawa; 勉長谷川; Takao Uchikura; 孝夫内倉
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1991-12-27
Filing date: 1991-12-27
Publication date: 1993-07-23

Abstract

(57)【要約】【目的】電源電池として一次電池及び二次電池いずれを
も使用でき且つ使用電池が一次電池である場合に誤って
充電することのない電子機器を提供する。【構成】二次電池２が収納されるとスイッチＳＷａ、Ｓ
Ｗｂが閉じ、充電器４のプラス電極、端子ＣＨＧ
（＋）、ダイオード５、電圧電流可変部６、スイッチＳ
Ｗｂ、電極１−１、二次電池２、電極１−２、スイッチ
ＳＷａ、端子ＣＨＧ（−）、充電器４のマイナス電極と
充電閉回路が形成され、電源スイッチ１２に係わりな
く、充電制御部７の制御の下に二次電池２に対する充電
が行われる。一次電池３が収納されるとスイッチＳＷａ
及びＳＷｂが開き、充電回路が開かれて一次電池３に対
する充電は行えない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は、電源電池として一次電池
及び二次電池のいずれをも使用でき且つ充電手段を内蔵
した電子機器に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、一次電池と同一形状の二次電池が
商品化されている。通常この種の二次電池の多くは、同
一形状の一次電池に比較して、出力電圧は実用的にはほ
ぼ同一であるが、内部の起電方法が異なるため電池寿命
が一般に長い。したがって、使用すれば便利であるた
め、上記のように一次電池と同一形状の二次電池は、一
次電池を収納して用いることを想定している従来の電子
機器にも次第に用いられるようになってきている。

【０００３】また、二次電池の中には一次電池とは異な
る出力電圧を有するものも商品化されている。例えば、
最近開発されたリチュームイオン蓄電池は、その最大出
力電圧がおよそ４Ｖ、平均出力電圧でも３．６Ｖ程度は
あり、一次電池に比較すると約３倍近い出力電圧を有し
ている。このように、二次電池１本で、通常の一次電
池、例えばマンガン電池やアルカリ電池等、従来電池の
３本分の出力を有するから、携帯電話やページャ等、高
出力の電源を必要とし且つ小型軽量が要求される通信機
器に用いると極めて便利であるため、それら通信機器の
普及に伴って近年広く用いられるようになっている。ま
た、リチュームイオン蓄電池は高出力電圧を有している
ばかりでなく、充電が可能であるため、この電池を使用
する電子機器は通常充電回路を内蔵している。

【０００４】

【従来技術の問題点】しかしながら、充電回路を内蔵し
且つ電源電池として上述した、一次電池と同一形状の二
次電池を使用する電子機器においては、誤って一次電池
を充電してしまうおそれがある。

【０００５】

【発明の目的】本発明は、上記実情に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは、電源電池として一次電
池及び二次電池のいずれをも使用でき且つ使用電池が一
次電池である場合に誤って充電することのない電子機器
を提供することにある。

【０００６】

【発明の要点】本発明は、上記目的を達成するために、
電子機器の電池収納部にセットされた電池が一次電池で
あるか二次電池であるかを検出する検出手段を設けて、
この検出結果に基づいて、充電回路の作動を制御するよ
うにしたことをを要点とする。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
しながら説明する。図１(a) は、本発明の一実施例に係
る電池収納部１に二次電池を収納した状態の斜視図であ
る。また、同図(b) は、その二次電池２の底面図及び側
面斜視図、同図(c) は、一次電池３の底面図及び側面斜
視図である。

【０００８】同図(a) において、電池収納部１は、半円
筒状をなし、内部に二次電池又は一次電池を収納するた
めの空間を有する。その内部の一端には、Ｕ字形の導電
性バネ部材からなるプラスリード電極１−１、他端には
螺旋状の導電性バネ部材からなるマイナスリード電極１
−２が取り付けられる。これら電極１−１、１−２は、
特には図示しない配線により、後述する電源回路２０に
それぞれ接続する。また、電池収納部１の内部側面に
は、上記マイナスリード電極１−２が取り付けられてい
る他端寄りに、これもＵ字形の導電性バネ部材からなる
第１の検出用電極１−３ａが設けられ、また、ほぼ中央
部に、これもＵ字形の導電性バネ部材からなる第２の検
出用電極１−３ｂ及び第３の検出用電極１−３ｃが設け
られる。

【０００９】この電池収納部１に収納される二次電池２
は、同図(b) に示すように、底面部２−２のみでなく一
定幅の下部周辺部２−２′にマイナス電極が露出する。
また絶縁被履部２−１上のほぼ中央部に検出用導電体２
−４を円環状に形成する。そして、上部にプラス電極２
−３が露出する。

【００１０】これにより、この二次電池２が、電池収納
部１に収納されると、電池２のエネルギーが電池収納部
１の電極１−１及び１−２によって電源回路２０に供給
されると共に、電池２のマイナス電極が露出している底
面部２−２及び底部周辺部２−２′により、電池収納部
１のマイナス電極１−２と第１の検出用電極１−３ａが
導通し、さらに電池２の円環状の検出用導電体２−４に
より、電池収納部１の第２の検出用電極１−３ｂと第３
の検出用電極１−３ｃが導通する。これら互いに導通し
た２対の各電極は、これも特には図示しない配線により
電源回路２０に接続しており、後述する２個の閉じた検
出スイッチ回路ＳＷａ、ＳＷｂを構成する。

【００１１】また、一次電池３は、同図(c) に示すよう
に通常の形態をしている。即ち、円柱形の側面全体が絶
縁体３−１に被われ、底面部３−２は、その周辺部が上
記側面全体を被覆している絶縁体３−１で被われてい
る。また、上部は二次電池２同様に、通常の形態でプラ
ス電極３−３が露出する。

【００１２】これにより、この一次電池３が、電池収納
部１に収納されると、その電気エネルギーが電池収納部
１の電極１−１及び１−２によって電源回路２０に供給
されることは二次電池２と同様であるが、二次電池２の
ようにマイナス電極が露出した下部周辺部も、中央部に
設けられた円環状の検出用導電体もないために、上述し
た２対を形成する４個の電極、即ち電池収納部１のマイ
ナスリード電極１−２と第１の検出用電極１−３ａ、及
び第２の検出用電極１−３ｂと第３の検出用電極１−３
ｃは導通することなく、それらで構成される２個の検出
スイッチ回路ＳＷａ、ＳＷｂは開いたままとなる。

【００１３】図２に、上記電源回路２０の一例を示す。
同図において、電源回路２０は、基本的には電源供給回
路部と充電回路部とで構成される。電源供給回路部は、
二次電池２又は一次電池３を収納し、上述したプラスリ
ード電極１−１、マイナスリード電極１−２、第１の検
出用電極１−３ａ、第２の検出用電極１−３ｂ及び第３
の検出用電極１−３ｃを備え、マイナスリード電極１−
２と第１の検出用電極１−３ａ、及び第２の検出用電極
１−３ｂと第３の検出用電極１−３ｃとでそれぞれスイ
ッチＳＷａ及びＳＷｂを構成する電池収納部１、その電
池収納部１のプラスリード電極１−１に入力接点が接続
し、ユーザの操作によってオン／オフ（開閉）する電源
スイッチ１２、その電源スイッチ１２の出力接点側と電
池収納部１のマイナスリード電極１−２に接続し、後述
する検出信号に基づいて対応する制御信号をＤＣ／ＤＣ
コンバータ９及びスイッチ回路１０に出力する制御部
８、その制御部８が出力する制御信号により動作を開始
又は停止し、また同じく電源スイッチ１２の出力接点側
と電池収納部１のマイナス電極１−２に接続し、動作を
開始したときは電源電池の電圧を所定の電圧に昇圧して
スイッチ回路１０に出力するＤＣ／ＤＣコンバータ９、
並びに、そのＤＣ／ＤＣコンバータ９の出力側及び上記
電源スイッチ１２の出力接点に２つの入力接点ａ、ｂが
それぞれ接続し、上記制御部８が出力する制御信号に対
応してスイッチを入力接点ａ又はｂに切り換えて負荷１
１に電力を供給するスイッチ回路１０から構成されてい
る。また充電回路部は、充電器４のプラス電極が接続さ
れるチャージ（充電）端子ＣＨＧ（＋）に入力側が接続
し、電流の逆流を防止するダイオード５、そのダイオー
ド５の出力側に入力側が接続し、充電制御部７の制御信
号により電圧及び電流を調整して充電用電力を第３の検
出用電極１−３ｃへ出力する電圧電流可変部６、並び
に、第２の検出用電極１−３ｂと第１の検出用電極１−
３ａに接続し、二次電池２が電池収納部１に収納されて
スイッチＳＷｂ及びＳＷａが閉じた時、その二次電池２
の電圧を検出して、その検出した電圧に対応する制御信
号を電圧電流可変部６に出力する充電制御部７から構成
されている。

【００１４】図３は、上記制御部８の回路構成の一例で
ある。同図において、制御部８は、３個の抵抗Ｒ１、Ｒ
２及びＲ３、並びにトランジスタＱから構成される。ト
ランジスタＱのコレクタには、プルアップ抵抗Ｒ３を介
して図２に示す電源スイッチ１２が接続しており、電源
スイッチ１２が閉じるとプラス電極１−１を介して電源
電池のプラス側が接続し、この結果、抵抗Ｒ３に分圧さ
れた電源電圧Ｖがコレクタに入力する。また、トランジ
スタＱのエミッタは、ＧＮＤ即ちマイナス電極１−２に
接続している。

【００１５】トランジスタＱのベースには、プルダウン
抵抗Ｒ２を介して図２に示す第１の検出用電極１−３ａ
が接続しており、電池収納部１に二次電池２が収納され
てスイッチＳＷａが閉じると電源電池のマイナス側（Ｇ
ＮＤ）に接続され、電位は「０」即ち入力が「０」とな
る。したがって、この場合はトランジスタＱはオフであ
り、コレクタ、エミッタ間は導通せず、このためコレク
タの電位は抵抗Ｒ３に分圧された電源電圧Ｖであり、制
御信号ＣＯＮＴ−ＯＵＴは「１」となって出力される。

【００１６】また、電池収納部１に一次電池３が収納さ
れてスイッチＳＷａが開くと、ＣＯＮＴ−ＩＮ端子は開
放となり、この場合はプルアップ抵抗Ｒ１及びプルダウ
ン抵抗Ｒ２によって分圧された電源電圧Ｖ、即ち「１」
がベースに印加される。したがって、トランジスタＱは
オンとなってコレクタ、エミッタ間が導通し、コレクタ
の電位が低下する。即ち制御信号ＣＯＮＴ−ＯＵＴは
「０」となって出力されるような構成となっている。

【００１７】次に、上記構成の電源回路２０の動作につ
いて、再び図２を用いて説明する。なお、この例では、
二次電池２として、リチュームイオン蓄電池を使用す
る。二次電池２が電池収納部１に収納されると、第２の
検出用電極１−３ｂと第３の検出用電極１−３ｃが導通
し、またマイナスリード電極１−２と第１の検出用電極
１−３ａも導通するので、図２のスイッチＳＷｂ及びＳ
Ｗａは閉じた状態となる。

【００１８】これにより、充電器４が充電端子に接続さ
れていると、充電器４のプラス電極、充電端子ＣＨＧ
（＋）、ダイオード５、電圧電流可変部６、第３の検出
電極１−３ｃ、スイッチＳＷｂ、第２の検出電極１−３
ｂ、プラス電極１−１、二次電池２、マイナス電極１−
２、スイッチＳＷａ、第１の検出電極１−３ａ、充電端
子ＣＨＧ（−）、そして充電器４のマイナス電極と繋が
る充電閉回路が形成され、二次電池２に対する充電が行
われる。

【００１９】また、このとき、充電制御部７は、そのプ
ラス入力端子にプラスリード電極１−１が接続し、マイ
ナス入力端子には、第１の検出用電極１−３ａ及びスイ
ッチＳＷａを介してマイナスリード電極１−２が接続し
ているので、充電制御部７には二次電池２の電圧が印加
される。このことにより、充電制御部７は、二次電池２
の電圧を検出し、その検出した電圧に基づいて電圧電流
可変部６を制御し、その制御に基づいて電圧電流可変部
６は、二次電池２に加える充電のための電圧及び電流を
増減する。

【００２０】これにより、二次電池２は、電池収納部１
に収納中は、電源スイッチ１２の開閉に係わりなく、即
ち電源として使用中であるなしに係わりなく常に充電さ
れる。

【００２１】なお、二次電池２がリチュームイオン蓄電
池でない場合は、充電のための制御は電流制御のみでよ
い。次に、電源スイッチ１２が、ユーザの操作によりオ
ンとなる（閉じる）と、制御部８は、第１の検出用電極
１−３ａからの信号ＣＯＮＴ−ＩＮがグランドレベルで
二次電池の「検出」を示していることになるので、ＤＣ
／ＤＣコンバータ及びスイッチ１０回路に対して、上記
「検出」信号に対応する制御信号ＣＯＮＴ−ＯＵＴを出
力する。

【００２２】制御部８から入力する上記「検出」に対応
する制御信号ＣＯＮＴ−ＯＵＴにより、ＤＣ／ＤＣコン
バータ９は動作を停止し、他方、スイッチ回路１０はス
イッチを接点ａ側にすることにより、二次電池２の電源
出力を直接負荷１１に供給する。

【００２３】これにより、負荷１１は動作を開始し、従
って、二次電池２は放電を開始する。この後、上記負荷
１１の動作中、二次電池２の電圧が放電により低下する
と、充電制御部７は、その電圧低下を検出して、充電電
流を増加するよう電圧電流可変部６を制御する。

【００２４】これにより、以後電源使用中の充放電が釣
り合う。また、ユーザの操作により電源スイッチ１２が
オフになる（開く）と、充電のみが行われ、二次電池は
フル充電状態に回復する。

【００２５】次に、同図において、一次電池３が電池収
納部１に収納された場合は、第２の検出用電極１−３ｂ
と第３の検出用電極１−３ｃ、及びマイナスリード電極
１−２と第１の検出用電極１−３ａのいずれも導通せ
ず、従って、スイッチＳＷｂ及びＳＷａは開いた状態と
なる。

【００２６】これにより、上述した充電回路は開かれる
ため、例え充電器４が充電回路に接続された状態であ
り、かつＡＣ電源に接続された状態であっても、一次電
池への充電は防止される。

【００２７】そして、ユーザの操作により、電源スイッ
チ１２がオンとなると、制御部８は、第１の検出用電極
１−３ａからの信号ＣＯＮＴ−ＩＮがグランドレベルで
はなく二次電池の「未検出」を示していることになるの
で、ＤＣ／ＤＣコンバータ及びスイッチ１０回路に対し
て上記「未検出」信号に対応する制御信号ＣＯＮＴ−Ｏ
ＵＴを出力する。

【００２８】制御部８から入力する上記「未検出」に対
応する制御信号ＣＯＮＴ−ＯＵＴにより、ＤＣ／ＤＣコ
ンバータ９は動作を開始し、他方、スイッチ回路１０は
スイッチを接点ｂ側にすることにより、一次電池３の出
力電圧からＤＣ／ＤＣコンバータ９により適切に昇圧さ
れた出力を負荷１１に供給する。これにより、負荷１１
は動作を開始する。

【００２９】このように、上記実施例によれば、例えば
１．５Ｖの一次電池又は４Ｖの二次電池のいずれが電池
収納部１に収納されて用いられても、電源供給回路及び
電源充電回路が、収納された電池の種類に対応してそれ
ぞれ適切に動作するので、出力電圧が異なる複数種類の
電池を任意に用いて通信機器等を使用することが可能と
なり、また、したがって、電池交換の都度、単１、単２
等電池の形態のみでなく、電池の組成や出力等まで確認
しなければならないという手数も省けて便利である。
また、上記実施例では、二次電池２について、その形状
が一次電池３と同一であっても下部周辺部及び中央周辺
部の形態が一次電池とは異なったものを使用するように
しているが、これに限ることなく、形状及び形態が一次
電池と同一の二次電池を用いるようにして、一次電池又
は二次電池のいずれをも同様に使用できるようにするこ
ともできる。これを、第２の実施例として以下に説明す
る。

【００３０】図４(a) は、第２の実施例に係る電池収納
部１に二次電池を収納した状態の斜視図である。また、
同図(b) は、同じく電池収納部１に一次電池を収納した
状態の斜視図である。

【００３１】同図(a) において、電池収納部１は、半円
筒状をなし、内部に二次電池又は一次電池を収納するた
めの空間を有し、その内部の一端にＵ字形の導電性バネ
部材からなるプラスリード電極１−１を備え、他端には
螺旋状の導電性バネ部材からなるマイナスリード電極１
−２備えていることは第１の実施例と同様である。ただ
し、この第２の実施例においては、３個の検出用電極は
なく、代りにプッシュ式の検出用マイクロスイッチ１３
が設けられる。同図(a) に示す二次電池２は、手製又は
付属のリング状検出用部材２−５を、下部周辺部に嵌め
込まれる。これにより、二次電池２が電池収納部１に収
納されたとき、そのリング状検出用部材２−５が検出用
マイクロスイッチ１３に設けられているストロークを押
し込むこととなり、マイクロスイッチ１３がオンする
（閉じる）ことになる。

【００３２】また、一次電池３は、そのまま収納され
る。この場合、収納された一次電池３は、電池収納部１
の内周面に設けられた電池支持部１−４によって支持さ
れ、電池収納部１の内周面には密着しないようになって
いるので、マイクロスイッチのストロークを押し込むこ
とはない。したがって、マイクロスイッチ１３はオフの
まま（開いたまま）となる。

【００３３】図５(a),(b) に、上記マイクロスイッチ１
３の内部構成及びそのストロークが押されたときの状態
と、押されないときの状態とをそれぞれ示す。同図(a)
は、電池収納部１に二次電池２が収納されてストローク
が押されたときの状態であり、マイクロスイッチ１３内
に設けられた２個のスイッチＳＷａ及びＳＷｂが連動し
て閉じている。また、同図(b) は、電池収納部１に一次
電池３が収納されてストロークが押されないときの状態
であり、２個のスイッチＳＷａ及びＳＷｂは開いたまま
となっている。これら２個の連動スイッチＳＷａ及びＳ
Ｗｂは、図２に示すスイッチＳＷａ及びＳＷｂと同一の
機能を有するものである。

【００３４】このように、第１の実施例とは異なる構成
のスイッチＳＷａ及びＳＷｂによっても、第１の実施例
と同一の二次電池検出機能が得られ、したがって、図２
に示した電源回路２０により一次電池３又は二次電池２
のいずれからも電力を供給することができ、また二次電
池２に対してのみ選別的に充電を行うことができる。

【００３５】また、図２に示した第１実施例の電源回路
２０は、２つの検出スイッチＳＷａ及びＳＷｂを、それ
ぞれ充電回路のスイッチとしても用いているが、一方を
検出専用にし、他方を充電専用に用いるようにしてもよ
く、これを第３の実施例として次に説明する。

【００３６】図６に、第３の実施例の電源回路２１の構
成ブロック図を示す。同図には、電源回路２０と同一機
能を有するブロックは同一番号を付与して示す（図２参
照）。この電源回路２１の電源供給回路においては、ス
イッチＳＷｂを構成する第２の検出用電極１−３ｂ及び
第３の検出用電極１−３ｃが制御部８に専属的に接続
し、また、制御部８がスイッチＳＷｂから入力する検出
／未検出の信号に基づいて対応する制御信号をＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータ９及びスイッチ回路１０に出力する点が図
２の電源回路２０と異なり、他の動作は同様である。

【００３７】また、この電源電池充電回路においては、
スイッチＳＷａを構成する第１の検出用電極１−３ａが
充電器４のマイナスチャージ端子ＣＨＧ（−）に専属的
に接続し、そして、二次電池２の収納によってスイッチ
ＳＷａの接点が閉じると、このスイッチＳＷａの動作の
みにより、充電器４のプラス端子、プラスチャージ端子
ＣＨＧ（＋）、ダイオード５、電圧電流可変部６、電池
収納部１のプラス電極１−１、二次電池２、スイッチＳ
Ｗａ、検出電極１−３ａ、マイナスチャージ端子ＣＨＧ
（−）、そして充電器４のマイナス端子という充電閉回
路を形成する点が図２の電源回路２０と異なる。また、
充電制御部７も検出スイッチＳＷｂから独立して、充電
回路のマイナスチャージ端子ＣＨＧ（−）及び電圧電流
可変部６の出力側により充電回路と並列に接続し、二次
電池２の収納いかんに係わらず常時充電回路の充電電圧
が印加される構成となる点も図２の電源回路２０と異な
るが、検出のための電圧が印加されるのみであり充電電
流がこれを導通するわけではないので別段支障はない。

【００３８】この第３の実施例によれば、スイッチＳＷ
ｂは検出用信号を導通させるのみであり、第１の実施例
のように充電電流を導通させるわけではないので、スイ
ッチ部材には、それほど良導性を考慮する必要がなくコ
ストが低減する利点がある。

【００３９】

【発明の効果】上述したように、本発明によれば、電子
機器の電池収納部にセットされた電池が一次電池である
か二次電池であるかを検出する検出手段を設けて、この
検出結果に基づいて、充電回路の作動を制御するように
したので、一次電池を誤って充電するという危険性を確
実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】(a) は本発明の第一実施例に係る電池収納部に
二次電池を収納した状態の斜視図、(b) はその二次電池
の底面図及び側面斜視図、(c) は一次電池の底面図及び
側面斜視図である。

【図２】第一実施例の電源回路のブロック図である。

【図３】図２の電源回路の制御部の回路構成の一例を示
す図である。

【図４】(a) は第二実施例に係る電池収納部に二次電池
を収納した状態の斜視図、(b)は同じく電池収納部に一
次電池を収納した状態の斜視図である。

【図５】(a) は第二実施例の電池収納部のマイクロスイ
ッチ内に設けられた２個のスイッチＳＷａ及びＳＷｂが
連動して閉じている状態、(b) は２個のスイッチＳＷａ
及びＳＷｂが連動して開いた状態を示す図である。

【図６】第三実施例の電源回路の構成ブロック図であ
る。

【符号の説明】

１電池収納部１−１プラスリード電極１−２マイナスリード電極１−３ａ、１−３ｂ、１−３ｃ検出電極２二次電池２−１二次電池の絶縁被覆部２−２′ 二次電池の下部周辺部の露出したマイナス電
極２−２二次電池の底部マイナス電極２−３二次電池のプラス電極２−４検出用円環状導電体３一次電池３−１一次電池の絶縁被覆部３−２一次電池のマイナス電極３−３一次電池のプラス電極４充電器５ダイオード６電圧電流可変部７充電制御部８制御部９ＤＣ／ＤＣコンバータ１０スイッチ回路１１負荷ＳＷａ、ＳＷｂスイッチＣＨＧチヤージ端子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一次電池及び該一次電池と形状が実質的
に同一な二次電池のいずれをも収納可能な電池収納手段
と、該電池収納手段に前記二次電池を収納した状態で当該二
次電池に充電する二次電池充電手段と、前記電池収納部に設けられ、該電池収納部にセットされ
た電池が一次電池であるか二次電池であるかを検出する
検出手段と、該検出手段により、前記電池収納部にセットされた電池
が二次電池であることが検出されたとき前記充電手段を
作動可能にする制御手段と、を有することを特徴とする電子機器。